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第一章 振动标准 1

1.1 引言 1

1.2 标准机构与组织 2

1.3 振动标准的分类 3

1.3.1 评价性振动标准 3

1.3.2 精密仪器设备的允许振动 5

1.3.3 振动对人的影响和评价标准 6

1.3.4 考核性振动标准 12

1.3.5 服务性振动标准 14

1.4 振动标准的制订 14

1.4.1 制订振动标准的原则 14

1.4.2 基本要求 15

1.4.3 组织形式和编制程序 15

1.4.4 实例——制订飞机机载设备振动环境试验标准有关问题 15

1.5.1 机械设备振动环境条件及试验方法 18

1.5 几项主要振动试验标准介绍 18

1.5.2 综合环境试验 19

1.5.3 飞机地面振动试验标准 19

1.5.4 起落架落震试验 20

参考文献 20

2.2 振动传感器的类型 22

2.2.1 位移式振动传感器 22

2.1 引言 22

第二章 振动测量技术 22

2.2.2 磁电式速度传感器 24

2.2.3 压电式加速度传感器 24

2.2.4 压阻式加速度传感器 26

2.2.5 应变式加速度传感器 26

2.2.6 电容式传感器 28

2.2.7 电涡流式传感器 30

2.3 振动传感器主要特性 31

2.3.1 传感器的幅频特性 31

2.3.3 相频特性 33

2.3.2 灵敏度 33

2.3.4 线性度 34

2.3.5 动态范围 34

2.3.6 横向灵敏度 34

2.3.7 温度响应 35

2.3.8 安装共振频率 35

2.3.9 非振动环境特性 35

2.3.10 其他 35

2.4 前置放大器和滤波器 35

2.4.1 电压前置放大器 36

2.4.2 电荷前置放大器 38

2.4.3 滤波器 39

2.5 磁带记录器 41

2.5.1 模拟式磁带记录器 41

2.6 振动测量校准 43

2.6.1 校准内容 43

2.5.2 数字式磁带记录器 43

2.6.2 校准方法 44

2.6.3 校准实施 46

2.6.4 振动台及其特性 48

2.7 测振仪器的选择 50

2.7.1 传感器的选择 50

2.7.2 测试系统的选择 51

2.8.1 冲击测量的瞬态响应 52

2.8 冲击测量技术 52

2.8.2 冲击测量设备的选择 56

2.9 冲击测量校准 59

2.9.1 比较法校准 60

2.9.2 绝对法校准 62

2.10 全息振动分析 63

2.10.1 全息干涉的概念 64

2.10.2 时间平均法 65

2.10.3 参考光正弦波相位调制法 68

2.10.4 改良型时间平均法 69

2.10.5 频闪观测法 71

2.10.6 全息振动分析的应用 72

附录A 分贝的使用及换算 73

附录B 振动位移、速度、加速度和频率的换算及图表 77

附录C 法定计量单位和工程用单位换算表 77

附录D 国内外部分振动传感器主要性能、生产厂家一览表 79

参考文献 82

第三章 振动数据分析方法 83

3.1 前言 83

3.2 数据检验 83

3.2.1 数据分类检验 83

3.2.2 平稳性检验 85

3.2.3 各态历经性检验 86

3.2.4 正态性检验 86

3.2.5 随机信号中周期分量的鉴别与分离 87

3.3.1 不合理点的消除 89

3.3.2 消除趋势项 89

3.3 数据预处理 89

3.4 数字分析基础 90

3.4.1 采样和混叠 91

3.4.2 量化和量化误差 94

3.4.3 有限傅里叶变换和数学谱窗 95

3.4.4 快速傅里叶变换（FFT）和细化FFT 96

3.5.1 频谱分析 103

3.5.2 分析参数选择 103

3.5 周期性数据分析方法 103

3.6 随机数据分析方法 104

3.6.1 参数估计和统计误差 104

3.6.2 均值 105

3.6.3 均方值 105

3.6.4 幅值概率密度函数 106

3.6.5 联合幅值概率密度函数 107

3.6.6 自相关函数 107

3.6.7 互相关函数 109

3.6.8 自谱密度函数 110

3.6.9 互谱密度函数 117

3.6.10 相干函数 118

3.6.11 频率响应函数 120

3.6.12 倒频谱与复倒频谱 121

3.6.13 最大熵谱分析 122

3.7 非平稳随机数据的分析方法 127

3.7.1 非平稳随机数据的特征 127

3.7.2 非平稳数据的近似分析方法 129

3.8 瞬态数据分析方法 131

3.8.1 瞬态信号的描述 131

3.8.2 冲击响应谱的定义和分类 132

3.8.3 冲击响应谱与傅里叶谱的关系 132

3.8.4 冲击响应谱的计算方法 133

3.8.5 冲击响应谱分析中的参数选择 133

3.8.6 能量谱密度 134

3.9.1 模拟式分析仪 135

3.9 振动数据处理设备 135

3.9.2 数字式分析仪 137

3.9.3 模拟数字混合式分析仪 138

参考文献 138

4.1.1 飞机地面振动试验的目的 139

4.1.2 对被试飞机的要求 139

4.1.3 试验状态与项目 139

4.1 飞机地面振动试验概述 139

第四章 飞机地面振动试验技术 139

4.1.4 飞机地面振动试验的基本特点 140

4.1.5 飞机地面振动试验的基本方法 140

4.2 多点正弦激励纯模态试验技术 141

4.2.1 飞机地面振动试验理论基础 141

4.2.2 适调激振力的方法 144

4.3 纯模态下动力参数测量方法 151

4.3.1 概述 151

4.3.2 固有频率的测量 151

4.3.4 阻尼因子和广义质量的测量 152

4.3.3 固有振型的测量 152

4.4 多点正弦激励非适应力试验技术 160

4.4.1 基本原理 160

4.4.2 响应多项式拟合法 160

4.4.3 纳特基法 163

4.5 随机激励模态试验技术 165

4.5.1 随机激励模态试验技术在飞机地面振动试验中的应用与发展 165

4.5.2 随机激励频响函数测试技术 166

4.5.3 随机激励下模态参数识别 175

4.6 飞机地面振动试验的测试系统 175

4.6.1 测试系统的重要性 175

4.6.2 对测试系统的基本要求 176

4.6.3 多点正弦激励模态试验系统 176

4.6.4 多点随机激励模态试验系统 177

4.7 飞机地面振动试验若干技术问题 178

4.7.1 飞机的支持 178

4.7.2 激振器布置及安装 181

4.7.3 传感器布置及安装 183

4.7.4 飞机振型判别 184

4.7.5 模态综合检验方法 185

4.8 飞机地面振动试验全过程工作程序 187

参考文献 187

第五章 振动参数识别技术 189

5.1 引言 189

5.2 振动系统描述与参数识别分类 190

5.2.1 描述离散振动系统的方法 190

5.2.2 参数识别的分类 194

5.3 模态参数识别的频域法 195

5.3.1 频响函数分量法 195

5.3.2 导纳圆拟合法 197

5.3.3 整体模态参数识别法 201

5.3.4 HP3565S信号处理系统 204

5.4.1 ITD的单最小二乘法 206

5.4 模态参数识别的时域法 206

5.4.2 ITD的双最小二乘法 208

5.4.3 复指数法 208

5.4.4 多基准ITD法 210

5.4.5 随机减量法 213

5.5 模态参数识别的空间域正弦试验法 216

5.5.1 问题的提出 216

5.5.2 参数识别的某些概念 217

5.6 物理参数识别 219

5.6.1 完全模型与非完全模型 219

5.6.2 物理参数识别方法分类 220

5.6.3 摄动法 220

5.6.4 优化方法 222

5.6.5 矩阵分解法 224

5.7 非参数模型估计 230

5.7.1 频响函数的数字估计 230

5.7.2 频响函数的几种估计法 231

5.8 模态参数识别的试验技术 233

5.8.1 模态参数识别的方框原理图 233

5.8.2 试件的支持 234

5.8.3 激振器的使用 235

5.9 模态试验结果的分析与处理 240

5.9.1 模态试验中的非线性 240

5.9.2 由复模态参数求固有模态参数的方法 241

5.9.3 轻型结构的模态试验 243

5.9.4 试验结果的检验和有限元分析与试验模态分析间的比较 244

5.10 载荷识别 248

参考文献 249

第六章 机械与结构故障的振动诊断 251

6.1 引言 251

6.1.1 故障诊断的意义 251

6.1.2 故障的振动诊断 253

6.1.3 机械故障与结构故障 262

6.1.4 振动诊断技术的现状与展望 264

6.2.1 故障信息与振动信号 266

6.2 振动诊断的理论基础 266

6.2.2 故障的振动信号提取与处理技术 271

6.2.3 结构故障建模与识别 280

6.3 机械故障的振动诊断的应用与监测技术 296

6.3.1 滚动轴承故障的常用诊断与监测技术 296

6.3.2 齿轮箱的振动监测技术 302

参考文献 315

第七章 动力环境试验 316

7.1 引言 316

7.1.1 动力环境试验的目的 316

7.1.2 动力环境试验的发展历程 317

7.1.3 动力环境试验的分类 317

7.2 故障模式与破坏模型分析 320

7.2.1 动力环境引起的故障模式 320

7.2.2 动力环境破坏模型分析 320

7.3.1 动力环境条件模拟的一般原则 323

7.3 动力环境条件的模拟 323

7.3.2 振动环境试验的模拟原理 324

7.4 动力环境试验的一般程序与通用试验技术 326

7.4.1 编写试验任务书 327

7.4.2 编写试验大纲 329

7.4.3 试验夹具的设计与制造 329

7.4.5 初始检测，中间检测与最终检测 333

7.4.6 试验 333

7.4.4 试品的安装 333

7.5 振动环境试验 334

7.5.1 振动环境试验设计 334

7.5.2 振动环境试验设备 344

7.5.3 磁带随机振动试验 353

7.5.4 加速等效振动试验设计 357

7.6 冲击试验 358

7.6.1 冲击试验类型 358

7.6.2 冲击试验方法 359

7.6.3 冲击试验设备 363

7.6.5 试验中的一些技术要求 364

7.6.4 冲击测量设备 364

7.7 运输振动模拟试验 365

7.7.1 试验目的与试验特点 365

7.7.2 试验方法与试验设备 365

7.8 晃动与晃振试验 366

7.8.1 试验目的与特点 366

7.8.2 试验方法 367

7.8.3 晃动试验要求 367

7.9 声振试验 367

7.9.1 声振试验的目的及适用范围 367

7.9.2 噪声源及其声压级 368

7.9.3 声振试验方法 369

7.9.4 声振试验设备 371

7.10.1 试验目的与特点 373

7.10.2 试验方法 373

7.10 炮击振动试验 373

7.10.3 试验中一些特定的技术要求 378

7.11 综合环境试验 378

7.11.1 环境应力综合作用分析 378

7.11.2 综合环境试验的优点 379

7.11.3 综合环境试验设备 380

参考文献 381

8.2 起落架落震试验 383

8.2.1 落震试验目的与试验要求 383

8.1 引言 383

第八章 起落架动力试验技术 383

8.2.2 落震试验技术 384

8.2.3 落震试验设备 394

8.3 前轮摆振试验 398

8.3.1 摆振运动方程组 398

8.3.2 摆振试验技术 400

8.3.3 摆振试验设备 414

参考文献 417